Lagerbehälterabdeckung

Durch den mittels einer Abdeckung unterbundenen Kontakt von Flüssigmistoberfläche und Luft lassen sich Ammoniak- und Geruchsemissionen aus Flüssigmistlagern mindern.

1 Technische Beschreibung

Die Lagerung von flüssigen Wirtschaftsdüngern (Flüssigmist, Jauche, Gärreste) erfolgt in Tief- und Hochbehältern sowie Erdbecken. Um Geruchs- und Ammoniakemissionen zu reduzieren, können die Behälter abgedeckt werden. Für immissionsschutzrechtlich genehmigungsbedürftige Tierhaltungsanlagen ist der Einsatz von wirksamen Abdeckungen für Flüssigmistlager verpflichtend (KTBL 2024). Bei Neuanlagen ist eine Minderung von mindestens 90 % für Geruch und Ammoniak zu erzielen (TA Luft 2021). Zulässig sind Abdeckungen aus geeigneter Folie, Zeltdächer, feste Abdeckungen (z.B. Betondecken) oder gleichwertige Maßnahmen. Strohhäcksel, Granulate oder Füllkörper sind für Neuanalagen ausgeschlossen (TA Luft 2021). Bei der Nachrüstung von Altanlagen, die bis zum 30.11.2026 zu erfolgen hat, sind Abdeckungen zu verwenden, die einen Emissionsminderungsgrad von mindestens 85 % für Geruch und Ammoniak erreichen (TA Luft 2021). In der TA Luft (2021) sind neben fester Abdeckung, Zeltdach und Schwimmfolie auch geeignete Schwimmkörper und Granulate genannt (KTBL 2024). Bei der Lagerung von Rinderflüssigmist entsteht durch das Auftreiben der Rohfaseranteile des Futters sowie Einstreuanteilen im Flüssigmist eine Schwimmschicht. Die Emissionsminderung durch diese Schwimmschicht wird nach TA Luft (2021) jedoch nicht als ausreichend angesehen.

2 Bauliche Ausführung

Zur Emissionsminderung von Ammoniak und Geruch aus Flüssigmistlagern wird zwischen verschiedenen Abdeckungen unterschieden. Zum Einsatz kommen:

► Feste Abdeckungen: Zur festen Abdeckung eines Flüssigmistlagers kann ein Zeltdach (Abb. 1) oder eine Betondecke verwendet werden. Sie weisen eine hohe Nutzungsdauer und einen geringen Wartungsumfang auf. Der Eintrag von Niederschlag wird verhindert. Bei Zeltdachkonstruktionen wird in Abhängigkeit der Statik eine Mittelstütze benötigt (Döhler et al. 2011a, b, KTBL 2014). Zur Nachrüstung eines Zeltdaches muss der Behälter baulich/statisch geeignet sein. Dies betrifft insbesondere die möglichen Lastaufnahmen der Behälterwände und der Bodenplatten. Weiterhin ist die Form der Bewirtschaftung, insbesondere die des Verfahrens zur Homogenisierung des Flüssigmistes anzupassen oder zu ändern. Bei den meisten Stahlbehältern sowie großflächigen Rechteck- und Rechtecktrapezbehältern sind aufgrund der Statik der Nachrüstung Grenzen gesetzt (KTBL 2024).

► Schwimmfolien: Die Abdeckung kann auch durch eine Schwimmfolie aus Kunststoff erfolgen. Mittels Schwimmelementen in Sandwich-Bauweise verbleibt diese an der Oberfläche. Der Einsatz von Schwimmfolien ist, abgesehen von der erforderlichen Ableitung oder dem Abpumpen von Niederschlagswasser, mit einem geringen Wartungsaufwand verbunden (Döhler et al. 2011a, b). Schwimmfolien eignen sich nur zur Abdeckung von Flüssigmisten mit geringem Trockenmassegehalt. Beim Einsatz auf Güllebehältern besteht die Gefahr des Einziehens der Folie in die Rührwerke und die Beschädigung der Folie bei der Homogenisierung. Weiterhin müssen die Folie, insbesondere die Foliennähte, und der Behälterrand geeignet sein, die durch Wind entstehenden Zugkräfte aufzunehmen. Außerdem ist eine wirksame Form der Folienentwässerung notwendig. Auch bei dieser Form der Abdeckung ist bei Nachrüstung eine Prüfung der Statik des Behälters und ggf. eine Änderung der Bewirtschaftungsform erforderlich (KTBL 2024).

► Abdeckung mit Schwimmkörpern: Sechseckig ausgeformte, flache Schwimmkörper aus Kunststoff bilden eine nahezu geschlossene Schwimmdecke auf der Flüssigmistoberfläche. Dabei verhindern die vertikalen Rippen in den Schwimmkörpern, dass die einzelnen Elemente übereinander geschoben werden. Sie sind in der Regel nur für Flüssigmist aus der Schweinehaltung oder andere dünnflüssige Wirtschaftsdünger geeignet, die nicht zur Bildung von natürlichen Schwimmdecken neigen. Für Flüssigmist aus der Rinderhaltung sind die Schwimmkörper nicht geeignet. Beim Homogenisieren und Abpumpen des Flüssigmists ist besondere Sorgfalt erforderlich, um Verstopfungen oder Beschädigungen an den technischen Einrichtungen zu verhindern. Schwimmkörper weisen eine ähnliche Emissionsminderung wie Schwimmfolie auf und können wie diese gut zur Nachrüstung von Behältern eingesetzt werden. Niederschlagswasser kann nicht abgeleitet werden und führt zur Erhöhung des Lagervolumens.

► Granulate: Durch das Aufbringen von Granulaten (Blähton, PEGÜLIT®) kann eine Emissionsminderung von bis zu 90 % erreicht werden. Erforderlich sind geschlossene Schwimmdecken dieser Granulate von etwa 10 cm Dicke. Da PEGÜLIT sehr leicht ist und die Schwimmschicht vom Wind beeinträchtigt werden kann, muss dieser Stoff beim Aufbringen in die Gülle eingemischt werden, um eine stabile Schwimmschicht zu bilden. Beim Homogenisieren zur Ausbringung ist zu berücksichtigen, dass die Granulate in die Gülle eingemischt werden und zum Wiederaufschwimmen Zeit benötigen. Diese Zeit ist ebenfalls vom Trockenmassegehalt der Gülle abhängig. Während der Zeit des Aufschwimmens der Granulate besteht jedoch auch die Gefahr des Wiederabsetzens von Sinkschichten und damit der Entmischung der Gülle. Beim Abpumpen des Flüssigmists ist besondere Sorgfalt erforderlich, um Verstopfungen oder Beschädigungen an den technischen Einrichtungen zu verhindern. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass mit jeder Entleerung des Behälters 5 bis 8 % der Granulate ersetzt werden müssen. Wird die Gülle zu früh abgepumpt, ist mit größeren Verlusten zu rechnen (KTBL 2024).

Abb. 1: Rundbehälter mit fester Abdeckung, ohne Eintrag von Niederschlag und mit geringer Emissionsrate (Döhler et al. 2011a)

Es existieren außerdem verschiedene Lösungsansätze zur gasdichten Abdeckung von Flüssigmistaußenlagern, z. B. Schwimmfolien und Doppelmembranhauben, deren technische Umsetzbarkeit sowie die Praktikabilität für Flüssigmistbehälter jedoch noch nachgewiesen werden muss. Hierzu sind Entwicklungs-, Erprobungs- und Einführungsarbeiten notwendig. Nur für einen Teil der bestehenden Behälter sind Umrüstkonzepte möglich (KTBL 2021). Die in der Biogaserzeugung gebräuchliche gasdichte Abdeckung von Gärrestbehältern kann nicht ohne weiteres auf Behälter für unvergorenen Flüssigmist übertragen werden Von Seiten des Immissionsschutzes wird die gasdichte Abdeckung bisher nicht gefordert.

3 Erzielter Umweltnutzen

Durch die Abdeckung wird der Luftaustausch über der Oberfläche des Flüssigmists begrenzt und die Bildung und Freisetzung von Ammoniak sowie die Geruchsemissionen reduziert.

4 Umweltleistung und Betriebsdaten

In Tabelle 1 ist das Emissionsminderungspotenzial für Ammoniak bei verschiedenen Abdeckungen dargestellt. Die höchsten Minderungsleistungen werden durch feste Abdeckungen (Betondecke, Zeltdach) erreicht.

5 Medienübergreifende Auswirkungen

Durch die Abdeckung werden neben Ammoniakemissionen auch Geruchsemissionen reduziert. Zudem wird durch die Abdeckung der Anteil des Stickstoffs im Flüssigmist erhöht, der bei emissionsmindernder Ausbringung des Flüssigmists pflanzenbaulich genutzt werden kann. Dies ist bei der Düngeplanung zu berücksichtigen. Wird die Abdeckung gasdicht ausgeführt, kann Methan abgeführt und energetisch genutzt werden.

6 Auswirkungen auf das Tierwohl

Als nachgelagerte Maßnahme hat die Abdeckung des Wirtschaftsdüngeraußenlagers keinen Einfluss auf das Tierwohl.

7 Für die Anwendbarkeit relevante technische Aspekte

Für Neubauten können Abdeckungen zur Minderung der Ammoniakemissionen uneingeschränkt eingesetzt werden. Bei der Nachrüstung sind insbesondere die in Kap. 2 beschriebenen Anforderungen an die Behälterstatik und sonstige Einschränkungen bei den unterschiedlichen Abdeckungsarten zu berücksichtigen. Zeltdächer werden in der Regel mit einer Mittelstütze gebaut. Wurde bereits bei der Erstellung des Behälters eine Mittelstütze vorgesehen, kann die Zeltdachkonstruktion auch nachträglich auf den Behälter aufgesetzt werden, sofern statische Einschränkungen nicht entgegenstehen.

8 Triebkraft für die Anwendung

Durch die Minderung von Ammoniak- und Geruchsemissionen können Betriebe im Rahmen von Genehmigungsverfahren für Stallneubauten oder -erweiterungen Anforderungen des Immissionsschutzes in Bezug auf den Schutz empfindlicher Pflanzen und Biotope vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Ammoniak bzw. Stickstoffdeposition oder den Schutz der Nachbarschaft vor erheblichen Geruchsbelästigungen einhalten. Geringere Abstände zu den entsprechenden Schutzgütern sind damit möglich.

9 Literatur

Döhler, H.; Eurich-Menden, B.; Rößler, R.; Vandré, R.; Wulf, S. (2011a): UN ECE-Luftreinhaltekonvention – Task Force on Reactive Nitrogen. Systematische Kosten-Nutzen-Analyse von Minderungsmaßnahmen für Ammoniakemissionen in der Landwirtschaft für nationale Kostenabschätzungen, TEXTE 79, Dessau-Roßlau, Umweltbundesamt

Döhler, H.; Vandré, R.; Wulf, S.; Eurich-Menden, B. (2011b): Abdeckung von Güllelagerbehältern – Stand der Technik. Bericht, Irdning, Lehr- und Forschungszentrum für Landwirtschaft Raumberg-Gumpenstein

KTBL (2024): Altanlagensanierung nach TA Luft. Leitfaden. Darmstadt, Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e. V. (KTBL). https://www.ktbl.de/fileadmin/user_upload/Artikel/TA_Luft/TALuft-2024.pdf

KTBL (2021): Gasdichte Lagerung von Rinder- und Schweinegülle. Eine Maßnahme zur Minderung und Vermeidung von klimarelevanten Emissionen aus der Wirtschaftsdüngerlagerung. KTBL-Sonderveröffentlichung, Darmstadt, Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e. V.

KTBL (2018): Faustzahlen für die Landwirtschaft. Darmstadt, Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e. V. 15. Aufl.

KTBL (2014): Flüssigmistlagerung. Bauausführung – Technik – Kosten. KTBL-Heft 106, Darmstadt, Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e. V.

TA Luft (2021): Neufassung der Ersten Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft – TA Luft) vom 18. August 2021, GMBI 2021 Nr. 48-54, S. 1050

VDI 3894 Blatt 1 (2011): Emissionen und Immissionen aus Tierhaltungsanlagen, Haltungsverfahren und Emissionen Schweine, Rinder, Geflügel, Pferde. Verein Deutscher Ingenieure e.V. Berlin, Beuth-Verlag